JP2021007121A - Organic electroluminescent element, display device, and lighting device - Google Patents

Organic electroluminescent element, display device, and lighting device Download PDF

Info

Publication number
JP2021007121A
JP2021007121A JP2019120465A JP2019120465A JP2021007121A JP 2021007121 A JP2021007121 A JP 2021007121A JP 2019120465 A JP2019120465 A JP 2019120465A JP 2019120465 A JP2019120465 A JP 2019120465A JP 2021007121 A JP2021007121 A JP 2021007121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon atoms
group
light emitting
organic
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019120465A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7232140B2 (en
Inventor
有希子 岩崎
Yukiko Iwasaki
有希子 岩崎
弘彦 深川
Hirohiko Fukagawa
弘彦 深川
清水 貴央
Takahisa Shimizu
貴央 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
Priority to JP2019120465A priority Critical patent/JP7232140B2/en
Publication of JP2021007121A publication Critical patent/JP2021007121A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7232140B2 publication Critical patent/JP7232140B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

To provide an organic electroluminescent element with high luminous efficacy and low driving voltage.SOLUTION: An organic electroluminescent element 1 comprises a positive electrode 3, a luminous layer 6 and a negative electrode 9 in this order. The luminous layer 6 contains a guest material and a host material. The host material is a compound represented by the general formula (1) in the figure, where X1 each independently represent N or C-R2, provided that at least one of the X1 is N.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(以下、エレクトロルミネッセンス(電界発光)を「EL」と記す場合がある。)素子、表示装置、及び照明装置に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence (hereinafter, electroluminescence (electric field emission) may be referred to as "EL") element, a display device, and a lighting device.

有機EL素子は、自発光型である、視野角が広い、視認性に優れる、低電圧で駆動できる、面発光で薄型化・軽量化可能である、多色表示可能である等の特徴を有している。このため、有機EL素子は、ディスプレイ等の表示装置や、照明装置に好適に用いることができる。 Organic EL elements are self-luminous, have a wide viewing angle, have excellent visibility, can be driven at a low voltage, can be made thinner and lighter by surface emission, and can display in multiple colors. doing. Therefore, the organic EL element can be suitably used for a display device such as a display or a lighting device.

有機EL素子は、通常、透明基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極がこの順に積層されることにより構成されている。有機EL素子の発光は、以下に示す(i)〜(v)の過程を経て生じる。
(i)正孔及び電子が電極から注入される。
(ii)注入された正孔及び電子が輸送される。
(iii)発光層内で正孔と電子が再結合する。
(iv)発光材料が電子的励起状態を形成する。
(v)発光材料が電子的励起状態から光を放射する。
An organic EL element is usually configured by laminating an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode in this order on a transparent substrate. The light emission of the organic EL element is generated through the steps (i) to (v) shown below.
(I) Holes and electrons are injected from the electrodes.
(Ii) The injected holes and electrons are transported.
(Iii) Holes and electrons recombine in the light emitting layer.
(Iv) The luminescent material forms an electronically excited state.
(V) The light emitting material emits light from an electronically excited state.

有機EL素子では、高効率化するために、発光層の発光材料としてリン光材料を用いることが提案されている。発光材料は、エネルギーを得て電子的励起状態となるとき、一重項励起状態(S1)と三重項励起状態(T1)を1:3の確率で生成する。そして、発光材料が電子的励起状態から基底状態に戻る際に、光としてエネルギーを放出する。 In an organic EL device, it has been proposed to use a phosphorescent material as a light emitting material of a light emitting layer in order to improve efficiency. When the luminescent material gains energy and becomes an electronically excited state, it generates a singlet excited state (S 1 ) and a triplet excited state (T 1 ) with a probability of 1: 3. Then, when the luminescent material returns from the electronically excited state to the ground state, it emits energy as light.

発光材料として蛍光材料を用いた場合、S1からのエネルギーしか光に変換されない。これに対し、発光材料としてリン光材料を用いた場合、S1からのエネルギーだけでなく、T1からのエネルギーも光に変換される。このため、発光材料として、蛍光材料を用いた有機EL素子よりも、リン光材料を用いた有機EL素子の方が、高効率化が期待できる(例えば、非特許文献1及び非特許文献2参照)。 When a fluorescent material is used as the light emitting material, only the energy from S 1 is converted into light. On the other hand, when a phosphorescent material is used as the light emitting material, not only the energy from S 1 but also the energy from T 1 is converted into light. Therefore, higher efficiency can be expected in the organic EL element using the phosphorescent material than in the organic EL element using the fluorescent material as the light emitting material (see, for example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). ).

リン光材料は、通常、ゲスト材料として、ホスト材料と共に用いられる。ホスト材料とリン光材料(ゲスト材料)とを含む発光層を有する有機EL素子では、正孔と電子との再結合により励起されたホスト材料のエネルギーがリン光材料に移動する。そのエネルギーによりリン光材料が励起され、光エネルギーとして放出される。ホスト材料からリン光材料への効率的なエネルギー移動を可能とするためには、ホスト材料の三重項励起状態(T1)のエネルギーを、ゲスト材料であるリン光材料のT1エネルギーよりも大きくすることが好ましい(例えば、非特許文献3参照)。ホスト材料のT1エネルギーよりもゲスト材料のT1エネルギーが大きいと、ゲスト材料からホスト材料への逆エネルギー移動が起こって、リン光発光の高効率化が妨げられる可能性がある。 Phosphorescent materials are typically used with host materials as guest materials. In an organic EL device having a light emitting layer containing a host material and a phosphorescent material (guest material), the energy of the host material excited by the recombination of holes and electrons is transferred to the phosphorescent material. The phosphorescent material is excited by the energy and emitted as light energy. In order to enable efficient energy transfer from the host material to the phosphorescent material, the energy of the triple term excited state (T 1 ) of the host material is made larger than the T 1 energy of the phosphorescent material which is the guest material. (See, for example, Non-Patent Document 3). If the T 1 energy of the guest material is larger than the T 1 energy of the host material, reverse energy transfer from the guest material to the host material may occur, which may hinder the high efficiency of phosphorescence emission.

発光層に用いられるホスト材料は、これまでにも多数報告されている。例えば、ホスト材料として、カルバゾール系化合物等が挙げられ、該カルバゾール系化合物は、比較的大きなT1エネルギーを有する。 Many host materials used for the light emitting layer have been reported so far. For example, a carbazole-based compound or the like can be mentioned as a host material, and the carbazole-based compound has a relatively large T 1 energy.

有機EL素子の発光材料(ゲスト材料)としては、一般的に、高い外部量子効率が得られるイリジウム錯体が用いられている。しかしながら、発光材料としてイリジウム錯体を用いた有機EL素子は、発光スペクトルの半値幅が広く、色純度が低い。このため、発光材料としてイリジウム錯体を用いた有機EL素子では、カラーフィルター等を用いて発光スペクトルを先鋭化する必要があり、光の利用効率が低かった。 As a light emitting material (guest material) for an organic EL device, an iridium complex capable of obtaining high external quantum efficiency is generally used. However, an organic EL device using an iridium complex as a light emitting material has a wide half width of the light emitting spectrum and low color purity. Therefore, in an organic EL device using an iridium complex as a light emitting material, it is necessary to sharpen the light emitting spectrum by using a color filter or the like, and the light utilization efficiency is low.

近年、ディスプレイに用いる有機EL素子として、高色純度発光のものが求められている。例えば、超高精細度テレビジョン(UHDTV)においては、三原色がスペクトル軌跡上に位置した広色域表色系を用いることが、ITU−R勧告BT.2020に規定されている(例えば、非特許文献4参照)。 In recent years, as an organic EL element used for a display, a device that emits high color purity is required. For example, in ultra-high definition television (UHDTV), it is stipulated in ITU-R Recommendation BT.2020 to use a wide color gamut color system in which the three primary colors are located on the spectral locus (for example, non-patent). Reference 4).

このような背景から、発光スペクトルの半値幅の狭い発光材料が開発されつつある。例えば、下記非特許文献5には、発光材料(ゲスト材料)として、特定構造の白金錯体が記載されており、該白金錯体によれば、発光スペクトルの半値幅が18nmである高色純度の緑色発光が得られる。 Against this background, luminescent materials having a narrow half-value width of the luminescence spectrum are being developed. For example, Non-Patent Document 5 below describes a platinum complex having a specific structure as a light emitting material (guest material), and according to the platinum complex, a high color purity green having a half width of the emission spectrum of 18 nm. Luminescence is obtained.

しかしながら、前記白金錯体と組み合わせる発光層のホスト材料として、1,3,5−トリアジン基を有する材料を用いると、ホスト材料と発光材料(ゲスト材料)との間にエキサイプレックスが形成され易くなり、有機EL素子の発光スペクトル半値幅が広くなり、色純度が低下することが報告されている(例えば、非特許文献6参照)。 However, when a material having a 1,3,5-triazine group is used as the host material of the light emitting layer to be combined with the platinum complex, an exciplex is likely to be formed between the host material and the light emitting material (guest material). It has been reported that the half width of the emission spectrum of an organic EL device is widened and the color purity is lowered (see, for example, Non-Patent Document 6).

有機ELディスプレイ,株式会社オーム社,pp.83(2011)Organic EL display, Ohmsha Co., Ltd., pp. 83 (2011) Org.Electron,14,260(2013)Org. Electron, 14, 260 (2013) Appl.Phys.Lett.,83,569(2003)Apple. Phys. Lett. , 83,569 (2003) Recommendation ITU−R BT.2020−2(2015)Recognition ITU-R BT. 2020-2 (2015) t.Fleetham,Arizona State University,PhD thesis,pp.116−122(2014)t. Freesome, Arizona State University, PhD thesis, pp. 116-122 (2014) Molecules,24,454(2019)Molecules, 24,454 (2019)

有機EL素子においては、発光効率を確保しつつ、駆動電圧を低くすることが要求されている。しかしながら、従来の有機EL素子では、電極から発光層への正孔及び電子の移動におけるエネルギー障壁が大きいため、十分に駆動電圧を低くしつつ、高い外部量子効率を示す素子の実現が困難だった。
また、従来の有機EL素子では、高色純度発光が可能な発光材料(ゲスト材料)を用いた際に、高い外部量子効率、低消費電力、高色純度発光を兼ね備えた素子とすることが困難だった。
In an organic EL element, it is required to lower the drive voltage while ensuring the luminous efficiency. However, in the conventional organic EL device, since the energy barrier in the movement of holes and electrons from the electrode to the light emitting layer is large, it is difficult to realize an device showing high external quantum efficiency while sufficiently lowering the drive voltage. ..
Further, in the conventional organic EL device, when a light emitting material (guest material) capable of high color purity light emission is used, it is difficult to obtain an element having high external quantum efficiency, low power consumption, and high color purity light emission. was.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、発光効率が高く(外部量子効率が高く)、駆動電圧が低い(消費電力が低い)有機EL素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、高色純度発光が可能な発光材料(ゲスト材料)を用いた際に、発光効率が高く、駆動電圧が低く、発光の色純度が高い有機EL素子を提供することを更なる課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an organic EL device having high luminous efficiency (high external quantum efficiency) and low drive voltage (low power consumption).
Further, the present invention further provides an organic EL element having high luminous efficiency, low driving voltage, and high color purity of emission when a light emitting material (guest material) capable of emitting high color purity is used. To be an issue.

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、有機EL素子の2つの電極間に位置する発光層が、正孔輸送性及び電子輸送性に寄与する下記一般式(1)で示される化合物を含むことで、発光層への正孔・電子移動におけるエネルギー障壁が小さくなるため、駆動電圧を下げることができ、発光効率が高く、駆動電圧が低い有機EL素子を実現できることを見出し、本発明を想到した。
また、本発明者らは、更に鋭意検討を重ねた結果、発光層のホスト材料として下記一般式(1)で示される化合物を用い、ゲスト材料として配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を用いることで、発光効率が高く、駆動電圧が低く、発光の色純度が高い有機EL素子を実現できることを見出した。
上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have the following general formula in which the light emitting layer located between the two electrodes of the organic EL element contributes to hole transportability and electron transportability. By including the compound shown in (1), the energy barrier in the movement of holes and electrons to the light emitting layer becomes small, so that the driving voltage can be lowered, and the organic EL element having high light emitting efficiency and low driving voltage can be used. We found that it could be realized and came up with the present invention.
In addition, as a result of further diligent studies, the present inventors used a compound represented by the following general formula (1) as a host material for the light emitting layer, and used a planar tetradentate on a metal having a coordination number of 4 as a guest material. It has been found that an organic EL element having high emission efficiency, low driving voltage, and high emission color purity can be realized by using a complex to which a ligand is bonded.
The gist structure of the present invention for solving the above problems is as follows.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、発光層と、陰極と、をこの順に具え、
前記発光層が、ゲスト材料と、ホスト材料と、を含み、
前記ホスト材料が、下記一般式(1):

Figure 2021007121
[一般式(1)中のX1は、それぞれ独立にN又はC−R2を示し、少なくとも1つのX1はNであり、ここで、R2は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、
1は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、隣り合うR1は一体となって環を形成していてもよい。]で表わされる化合物であることを特徴とする。
かかる本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低い。 The organic electroluminescence element of the present invention includes an anode, a light emitting layer, and a cathode in this order.
The light emitting layer contains a guest material and a host material.
The host material is the following general formula (1):
Figure 2021007121
[X 1 in the general formula (1) independently represents N or C-R 2 , and at least one X 1 is N, where R 2 is a hydrogen atom and has 1 to 10 carbon atoms. Alkyl group, alkoxy group with 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group with 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group with 1 to 10 carbon atoms, acyl group with 2 to 10 carbon atoms, aralkyl group with 7 to 20 carbon atoms, substitution Alternatively, it is an unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or an substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms.
R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. There, adjacent R 1 may form a ring together. ] Is a compound represented by.
The organic electroluminescence element of the present invention has high luminous efficiency and low drive voltage.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の好適例においては、前記発光層中のゲスト材料が、有機金属錯体である。この場合、発光効率が更に高くなる。 In a preferred example of the organic electroluminescence device of the present invention, the guest material in the light emitting layer is an organometallic complex. In this case, the luminous efficiency is further increased.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の好適例においては、前記発光層中のホスト材料が、下記一般式(2):

Figure 2021007121
[一般式(2)中のX1は、それぞれ独立にN又はC−R2を示し、少なくとも1つのX1はNであり、ここで、R2は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、
1は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、隣り合うR1は一体となって環を形成していてもよく、
3は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基である。]で示される化合物である。この場合、発光効率が更に高くなり、駆動電圧が更に低くなる。 In another preferred example of the organic electroluminescence device of the present invention, the host material in the light emitting layer is the following general formula (2):
Figure 2021007121
[X 1 in the general formula (2) independently represents N or C-R 2 , and at least one X 1 is N, where R 2 is a hydrogen atom and has 1 to 10 carbon atoms. Alkyl group, alkoxy group with 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group with 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group with 1 to 10 carbon atoms, acyl group with 2 to 10 carbon atoms, aralkyl group with 7 to 20 carbon atoms, substitution Alternatively, it is an unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or an substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms.
R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. There, adjacent R 1 may form a ring together,
R 3 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. is there. ] Is a compound indicated by. In this case, the luminous efficiency becomes higher and the drive voltage becomes lower.

また、前記有機金属錯体が、配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体であることが好ましい。この場合、発光効率が高く、駆動電圧が低く、発光の色純度が高い有機EL素子を得ることができる。 Further, it is preferable that the organometallic complex is a complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4. In this case, it is possible to obtain an organic EL element having high luminous efficiency, low driving voltage, and high color purity of emission.

ここで、前記錯体が、下記一般式(3):

Figure 2021007121
[一般式(3)中のMは、配位数が4の金属であり、
4、R5、R6、R7は、それぞれ、置換されていてもよい炭素環基又は置換されていてもよい複素環基であり、
1は、R4とR5とを連結する連結基であり、
2は、R5とR6とを連結する連結基であり、
3は、R6とR7とを連結する連結基である。]で示される化合物であることが更に好ましい。この場合、発光の色純度が更に高くなる。 Here, the complex has the following general formula (3):
Figure 2021007121
[M in the general formula (3) is a metal having a coordination number of 4,
R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 are optionally substituted carbocyclic groups or optionally substituted heterocyclic groups, respectively.
L 1 is a linking group that connects R 4 and R 5 .
L 2 is a linking group that connects R 5 and R 6 and
L 3 is a linking group that connects R 6 and R 7 . ] Is more preferable. In this case, the color purity of the emitted light becomes even higher.

また、前記一般式(3)で示される化合物が、下記構造式(3−1)〜(3−15):

Figure 2021007121
で示されるいずれかの化合物であることがより一層好ましい。この場合、発光の色純度が更に高くなる。 In addition, the compounds represented by the general formula (3) have the following structural formulas (3-1) to (3-15):
Figure 2021007121
It is even more preferable that it is any compound represented by. In this case, the color purity of the emitted light becomes even higher.

また、前記発光層中のゲスト材料が、前記構造式(3−1)又は(3−3)で示される化合物であることが特に好ましい。この場合、発光の色純度が特に高くなる。 Further, it is particularly preferable that the guest material in the light emitting layer is a compound represented by the structural formula (3-1) or (3-3). In this case, the color purity of the emitted light becomes particularly high.

また、前記有機金属錯体が、下記構造式(4−1):

Figure 2021007121
で示される化合物であることも好ましい。この場合、発光効率が更に高くなり、駆動電圧が更に低くなる。 Further, the organometallic complex has the following structural formula (4-1):
Figure 2021007121
It is also preferable that it is a compound represented by. In this case, the luminous efficiency becomes higher and the drive voltage becomes lower.

また、本発明の表示装置は、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする。かかる本発明の表示装置は、駆動電圧が低く、発光効率に優れる。 Further, the display device of the present invention is characterized by including the above-mentioned organic electroluminescence element. The display device of the present invention has a low drive voltage and excellent luminous efficiency.

また、本発明の照明装置は、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする。かかる本発明の照明装置は、駆動電圧が低く、発光効率に優れる。 Further, the lighting device of the present invention is characterized by including the above-mentioned organic electroluminescence element. The lighting device of the present invention has a low drive voltage and excellent luminous efficiency.

本発明によれば、2つの電極間に位置する発光層が上記一般式(1)で示される化合物を含み、発光効率が高く、駆動電圧が低い有機EL素子を提供することができる。
また、本発明の好適態様によれば、発光層が、上記一般式(1)で示される化合物と、配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体とを含み、発光効率が高く、駆動電圧が低く、尚且つ発光の色純度が高い有機EL素子を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an organic EL device in which a light emitting layer located between two electrodes contains the compound represented by the above general formula (1), has high luminous efficiency, and has a low drive voltage.
Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the light emitting layer contains a compound represented by the above general formula (1) and a complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4. It is possible to provide an organic EL element having high luminous efficiency, low driving voltage, and high emission color purity.

本実施形態の有機EL素子の一例を説明するための断面模式図である。It is sectional drawing for demonstrating an example of the organic EL element of this embodiment. 実験1で形成した薄膜の300K及び77Kにおける発光スペクトルを測定した結果を示したグラフである。It is a graph which showed the result of having measured the emission spectrum at 300K and 77K of the thin film formed in Experiment 1. 実験2で形成した薄膜の300K及び77Kにおける発光スペクトルを測定した結果を示したグラフである。It is a graph which showed the result of having measured the emission spectrum at 300K and 77K of the thin film formed in Experiment 2. 実施例1及び比較例1の有機EL素子における印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between the applied voltage and the brightness in the organic EL element of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1及び比較例1の有機EL素子における電流密度と電力効率との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between the current density and the power efficiency in the organic EL element of Example 1 and Comparative Example 1. 実験4及び実験5で形成した薄膜における発光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum in the thin film formed in Experiment 4 and Experiment 5. 実施例2及び比較例2の有機EL素子における印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between the applied voltage and the brightness in the organic EL element of Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2及び比較例2の有機EL素子における電流密度と電力効率との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between the current density and the power efficiency in the organic EL element of Example 2 and Comparative Example 2.

以下に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、及び照明装置を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。 Hereinafter, the organic electroluminescence device, the display device, and the lighting device of the present invention will be described in detail by way of examples based on the embodiments thereof.

<有機エレクトロルミネッセンス素子>
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、発光層と、陰極と、をこの順に具え、前記発光層が、ゲスト材料と、ホスト材料と、を含み、該ホスト材料が、上記一般式(1)で表わされる化合物であることを特徴とする。
<Organic electroluminescence element>
The organic electroluminescence element of the present invention includes an anode, a light emitting layer, and a cathode in this order, the light emitting layer includes a guest material and a host material, and the host material is the above general formula (1). ) Is a compound represented by).

上述のように、従来の有機EL素子においては、発光層のホスト材料として、カルバゾール系化合物が一般に用いられており、該カルバゾール系化合物の中でも、下記構造式(5):

Figure 2021007121
で示される4,4’−ビス(9−カルバゾリル)−2,2’−ビフェニル(CBP)が最も一般に用いられている。CBPは、正孔輸送性のみを示し、S1(一重項励起状態)エネルギーとT1(三重項励起状態)エネルギーとの差が大きい材料であり、エネルギーギャップが大きい。このため、CBPを用いた発光層を有する従来の有機EL素子では、電極から発光層への正孔及び電子の移動におけるエネルギー障壁が大きく、駆動電圧が高かった。
ここで、駆動電圧を低くするには、発光層のホスト材料として、CBPを用いた場合と同程度のT1エネルギーを有し、CBPと比較してS1エネルギーとT1エネルギーとの差が小さい化合物を用いればよい。このことにより、CBPと比較してホスト材料のエネルギーギャップを小さくできる。
そこで、本発明者らは鋭意検討を重ね、発光層のホスト材料として、上記一般式(1)で示される化合物を用いればよいことを見出した。一般式(1)で示される化合物においては、ジヒドロアクリジン骨格又はジヒドロアントラセン骨格が正孔輸送性に寄与し、フェナントロイミダゾール骨格が電子輸送性に寄与する。このため、一般式(1)で示される化合物は、正孔輸送性と電子輸送性の両方を兼ね備え、S1エネルギーとT1エネルギーとの差が小さい。従って、一般式(1)で示される化合物をホスト材料として含む発光層を有する有機EL素子では、ホスト材料のエネルギーギャップが小さくなる。その結果、電極から発光層への正孔移動及び/又は電極から発光層への電子移動におけるエネルギー障壁が小さくなり、有機EL素子の駆動電圧が低くなる。しかも、一般式(1)で示される化合物をホスト材料として含む発光層を有する有機EL素子では、ホスト材料としてCBPを用いた場合と同等の高い発光効率が得られる。
従って、発光層が、ホスト材料として、上記一般式(1)で表わされる化合物を含む本発明の有機EL素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低い。 As described above, in the conventional organic EL device, a carbazole-based compound is generally used as a host material for the light emitting layer, and among the carbazole-based compounds, the following structural formula (5):
Figure 2021007121
4,4'-bis (9-carbazolyl) -2,2'-biphenyl (CBP) represented by is most commonly used. CBP is a material that exhibits only hole transportability and has a large difference between S 1 (singlet excited state) energy and T 1 (triplet excited state) energy, and has a large energy gap. Therefore, in the conventional organic EL device having a light emitting layer using CBP, the energy barrier in the movement of holes and electrons from the electrode to the light emitting layer is large, and the driving voltage is high.
Here, in order to lower the drive voltage, the T 1 energy is about the same as when CBP is used as the host material of the light emitting layer, and the difference between the S 1 energy and the T 1 energy is larger than that of the CBP. Smaller compounds may be used. This makes it possible to reduce the energy gap of the host material as compared to CBP.
Therefore, the present inventors have made extensive studies and found that the compound represented by the above general formula (1) may be used as the host material for the light emitting layer. In the compound represented by the general formula (1), the dihydroacridine skeleton or the dihydroanthracene skeleton contributes to the hole transport property, and the phenanthremidazole skeleton contributes to the electron transport property. Therefore, the compound represented by the general formula (1) has both hole transporting property and electron transporting property, and the difference between S 1 energy and T 1 energy is small. Therefore, in an organic EL device having a light emitting layer containing the compound represented by the general formula (1) as a host material, the energy gap of the host material becomes small. As a result, the energy barrier in the hole transfer from the electrode to the light emitting layer and / or the electron transfer from the electrode to the light emitting layer becomes small, and the driving voltage of the organic EL element becomes low. Moreover, in an organic EL device having a light emitting layer containing the compound represented by the general formula (1) as a host material, high luminous efficiency equivalent to that when CBP is used as the host material can be obtained.
Therefore, the organic EL device of the present invention in which the light emitting layer contains the compound represented by the above general formula (1) as a host material has high luminous efficiency and low driving voltage.

次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の一態様を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態の有機EL素子の一例を説明するための断面模式図である。 Next, one aspect of the organic electroluminescence device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the organic EL element of the present embodiment.

図1に示す本実施形態の有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と、発光層6と、陰極9と、がこの順に設けられており、陽極3(電極)と陰極9(電極)との間に、発光層6を含む積層構造が形成されているものである。
本実施形態の有機EL素子1における積層構造は、正孔注入層4と、正孔輸送層5と、発光層6と、電子輸送層7と、電子注入層8と、がこの順に形成されたものである。
図1に示す有機EL素子1は、基板2と反対側に光を取り出すトップエミッション型のものであってもよいし、基板2側に光を取り出すボトムエミッション型のものであってもよい。
In the organic EL element 1 of the present embodiment shown in FIG. 1, an anode 3, a light emitting layer 6, and a cathode 9 are provided in this order on a substrate 2, and the anode 3 (electrode) and the cathode 9 (electrode) are provided in this order. ), A laminated structure including the light emitting layer 6 is formed.
In the laminated structure of the organic EL element 1 of the present embodiment, the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 are formed in this order. It is a thing.
The organic EL element 1 shown in FIG. 1 may be a top-emission type that extracts light on the side opposite to the substrate 2, or may be a bottom-emission type that extracts light on the substrate 2 side.

(基板)
基板2の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。基板2の材料は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
基板2に用いられる樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。基板2の材料として、樹脂材料を用いた場合、柔軟性に優れた有機EL素子1が得られるため好ましい。
一方、基板2に用いられるガラス材料としては、石英ガラス、ソーダガラス、パイレックス(登録商標)等が挙げられる。
(substrate)
Examples of the material of the substrate 2 include a resin material and a glass material. As the material of the substrate 2, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
Examples of the resin material used for the substrate 2 include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyarylate and the like. When a resin material is used as the material of the substrate 2, the organic EL element 1 having excellent flexibility can be obtained, which is preferable.
On the other hand, examples of the glass material used for the substrate 2 include quartz glass, soda glass, and Pyrex (registered trademark).

有機EL素子1がボトムエミッション型のものである場合には、基板2の材料として、透明基板を用いる。
一方、有機EL素子1がトップエミッション型のものである場合には、基板2の材料として、透明基板だけでなく、不透明基板を用いてもよい。不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜(絶縁膜)を形成した基板、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
When the organic EL element 1 is a bottom emission type, a transparent substrate is used as the material of the substrate 2.
On the other hand, when the organic EL element 1 is a top emission type, not only a transparent substrate but also an opaque substrate may be used as the material of the substrate 2. Examples of the opaque substrate include a substrate made of a ceramic material such as alumina, a substrate having an oxide film (insulating film) formed on the surface of a metal plate such as stainless steel, and a substrate made of a resin material.

(陽極)
陽極3は、正孔注入層4又は正孔輸送層5に正孔を注入する。このため、陽極3の材料としては、仕事関数が比較的大きい各種金属材料や、各種合金等が用いられる。陽極3の材料としては、例えば、金、ヨウ化銅、酸化スズ、アルミニウムドープの酸化亜鉛(ZnO:Al)、インジウム酸化スズ(ITO)、インジウム酸化亜鉛(IZO)、フッ素酸化スズ(FTO)等が挙げられる。これらの中でも、透明性や仕事関数の観点から、陽極3の材料としては、ITO、IZO、FTOが好ましい。
(anode)
The anode 3 injects holes into the hole injection layer 4 or the hole transport layer 5. Therefore, as the material of the anode 3, various metal materials having a relatively large work function, various alloys, and the like are used. Examples of the material of the anode 3 include gold, copper iodide, tin oxide, aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin fluorine oxide (FTO), and the like. Can be mentioned. Among these, ITO, IZO, and FTO are preferable as the material of the anode 3 from the viewpoint of transparency and work function.

有機EL素子1がボトムエミッション型のものである場合、陽極3の材料としては、透明導電材料が用いられる。
一方、有機EL素子1がトップエミッション型のものである場合、陽極3の材料としては、透明導電材料だけでなく、不透明材料を用いてもよく、反射性の材料を用いてもよい。
When the organic EL element 1 is of the bottom emission type, a transparent conductive material is used as the material of the anode 3.
On the other hand, when the organic EL element 1 is of the top emission type, as the material of the anode 3, not only a transparent conductive material but also an opaque material may be used, or a reflective material may be used.

(正孔注入層)
正孔注入層4に用いられる材料は、陽極3の仕事関数と正孔輸送層5のイオン化ポテンシャル(IP)との関係、電荷輸送特性等の観点に応じて選ばれる。正孔注入層4の材料は、適切なIPと電荷輸送特性を有する化合物であればよく、低分子、高分子問わず、各種の有機化合物、無機化合物を選択して用いることができる。正孔注入層4の材料は、1種のみであってもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Hole injection layer)
The material used for the hole injection layer 4 is selected according to the relationship between the work function of the anode 3 and the ionization potential (IP) of the hole transport layer 5, the charge transport characteristics, and the like. The material of the hole injection layer 4 may be any compound having appropriate IP and charge transport characteristics, and various organic compounds and inorganic compounds can be selected and used regardless of whether they are small molecules or polymers. The material of the hole injection layer 4 may be only one type, or two or more types may be used in combination.

正孔注入層4に用いられる無機化合物としては、例えば、モリブデン酸化物(MoOx)、酸化バナジウム(V25)等が挙げられる。無機化合物は、有機化合物と比較して安定である。このため、正孔注入層4に無機化合物を用いた場合、有機化合物を用いた場合と比較して、酸素や水に対する高い耐性が得られ易い。 Examples of the inorganic compound used in the hole injection layer 4 include molybdenum oxide (MoOx) and vanadium oxide (V 2 O 5 ). Inorganic compounds are more stable than organic compounds. Therefore, when an inorganic compound is used for the hole injection layer 4, high resistance to oxygen and water can be easily obtained as compared with the case where an organic compound is used.

正孔注入層4に用いられる有機化合物としては、例えば、下記構造式(6−1)〜(6−19)で示される化合物が挙げられる。

Figure 2021007121
Figure 2021007121
Examples of the organic compound used in the hole injection layer 4 include compounds represented by the following structural formulas (6-1) to (6-19).
Figure 2021007121
Figure 2021007121

上記構造式(6−1)〜(6−19)で示される化合物の中でも、構造式(6−11)で示されるポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホネート)(PEDOT:PSS)、構造式(6−12)で示されるポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、構造式(6−4)で示される銅フタロシアニン(CuPc)が好ましく、構造式(6−12)で示されるPEDOTが特に好ましい。 Among the compounds represented by the above structural formulas (6-1) to (6-19), the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) represented by the structural formula (6-11): poly (styrene sulfonate) (PEDOT). : PSS), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) represented by the structural formula (6-12), and copper phthalocyanine (CuPc) represented by the structural formula (6-4) are preferable. PEDOT shown in 6-12) is particularly preferable.

(正孔輸送層)
正孔輸送層5に用いられる材料としては、例えば、下記構造式(7−1)〜(7−37)で示される化合物が挙げられる。

Figure 2021007121
Figure 2021007121
Figure 2021007121
Figure 2021007121
(Hole transport layer)
Examples of the material used for the hole transport layer 5 include compounds represented by the following structural formulas (7-1) to (7-37).
Figure 2021007121
Figure 2021007121
Figure 2021007121
Figure 2021007121

上記構造式(7−1)〜(7−37)で示される化合物の中でも、構造式(7−1)で示されるN,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(α−NPD)と、バンドギャップが大きく、電気的安定性・熱的安定性に優れる構造式(7−36)又は(7−37)で示される化合物と、を組み合わせて用いることが特に好ましい。 Among the compounds represented by the above structural formulas (7-1) to (7-37), N, N'-di (1-naphthyl) -N, N'-diphenyl- represented by the structural formula (7-1). With 1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (α-NPD) and structural formula (7-36) or (7-37) with a large band gap and excellent electrical and thermal stability. It is particularly preferred to use in combination with the compounds shown.

正孔輸送層5の材料は、1種のみであってもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、正孔輸送層5は、1層のみで形成されていてもよいし、2層以上積層して形成されたものであってもよい。例えば、正孔輸送層5は、発光層6側に配置した構造式(7−36)又は(7−37)で示される化合物からなる層と、正孔注入層4側に配置した構造式(7−1)で示されるα−NPDからなる層と、を積層したものとすることができる。 The material of the hole transport layer 5 may be only one type, or two or more types may be used in combination. Further, the hole transport layer 5 may be formed by only one layer, or may be formed by stacking two or more layers. For example, the hole transport layer 5 has a layer composed of the compound represented by the structural formula (7-36) or (7-37) arranged on the light emitting layer 6 side and a structural formula (7-37) arranged on the hole injection layer 4 side. The layer made of α-NPD represented by 7-1) can be laminated.

(発光層)
本実施形態の有機EL素子1に含まれる発光層6は、電荷輸送及び電荷再結合を行うホスト材料と、発光材料であるゲスト材料と、を含む。
(Light emitting layer)
The light emitting layer 6 included in the organic EL element 1 of the present embodiment includes a host material that performs charge transport and charge recombination, and a guest material that is a light emitting material.

「ホスト材料」
本実施形態では、ホスト材料として、下記一般式(1):

Figure 2021007121
で表わされる化合物を用いる。
一般式(1)で示される化合物中のジヒドロアクリジン骨格又はジヒドロアントラセン骨格は、正孔輸送性に寄与するドナー性を有する。また、一般式(1)で示される化合物中のフェナントロイミダゾール骨格は、電子輸送性に寄与するアクセプター性の置換基である。 "Host material"
In the present embodiment, as the host material, the following general formula (1):
Figure 2021007121
The compound represented by is used.
The dihydroacridine skeleton or dihydroanthracene skeleton in the compound represented by the general formula (1) has a donor property that contributes to hole transportability. The phenanthroimidazole skeleton in the compound represented by the general formula (1) is an acceptor-type substituent that contributes to electron transport.

一般式(1)中のX1は、それぞれ独立にN又はC−R2を示し、少なくとも1つのX1はNである。ここで、R2は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基である。 X 1 in the general formula (1) independently represents N or CR 2 , and at least one X 1 is N. Here, R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. is there.

一般式(1)中のR1は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、隣り合うR1は一体となって環を形成していてもよい。
ここで、「隣り合うR1」には、同一の炭素原子に結合している2つのR1と、結合している2つの炭素原子のそれぞれに結合しているR1と、が包含される。
R 1 in the general formula (1) has a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, and 1 to 10 carbon atoms, respectively. Alkylamino groups, acyl groups with 2 to 10 carbon atoms, aralkyl groups with 7 to 20 carbon atoms, aromatic hydrocarbon groups with 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups with 3 to 30 carbon atoms. an aromatic heterocyclic group, adjacent R 1 may form a ring together.
Here, "adjacent R 1" is the same two R 1 attached to a carbon atom, and R 1 attached to each of the two carbon atoms to which they are attached is the inclusion ..

前記一般式(1)で示される化合物としては、下記一般式(2):

Figure 2021007121
で示される化合物が好ましい。この場合、発光効率が更に高くなり、駆動電圧が更に低くなる。 Examples of the compound represented by the general formula (1) include the following general formula (2):
Figure 2021007121
The compound represented by is preferable. In this case, the luminous efficiency becomes higher and the drive voltage becomes lower.

一般式(2)中のX1は、それぞれ独立にN又はC−R2を示し、少なくとも1つのX1はNである。ここで、R2は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基である。 X 1 in the general formula (2) independently represents N or CR 2 , and at least one X 1 is N. Here, R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. is there.

一般式(2)中のR1は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、隣り合うR1は一体となって環を形成していてもよい。
ここで、「隣り合うR1」には、同一の炭素原子に結合している2つのR1と、結合している2つの炭素原子のそれぞれに結合しているR1と、が包含される。
R 1 in the general formula (2) has a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, and 1 to 10 carbon atoms, respectively. Alkylamino groups, acyl groups with 2 to 10 carbon atoms, aralkyl groups with 7 to 20 carbon atoms, aromatic hydrocarbon groups with 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups with 3 to 30 carbon atoms. an aromatic heterocyclic group, adjacent R 1 may form a ring together.
Here, "adjacent R 1" is the same two R 1 attached to a carbon atom, and R 1 attached to each of the two carbon atoms to which they are attached is the inclusion ..

一般式(2)中のR3は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基である。 R 3 in the general formula (2) has a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, and 1 to 10 carbon atoms, respectively. Alkylamino group, acyl group with 2 to 10 carbon atoms, aralkyl group with 7 to 20 carbon atoms, aromatic hydrocarbon group with 6 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted, or 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted It is an aromatic heterocyclic group of.

上述した、R1、R2、R3に関して、炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等が挙げられ、炭素数1〜10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等のが挙げられ、炭素数1〜10のアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、ノニルチオ基等が挙げられ、炭素数1〜10のアルキルアミノ基としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、ノニルアミノ基等が挙げられ、炭素数2〜10のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等が挙げられ、炭素数7〜20のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基等が挙げられ、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、2,6−キシリル基、メシチル基、デュリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、トルイル基、アニシル基、フルオロフェニル基、ジフェニルアミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、ジエチルアミノフェニル基、ピリジルフェニル基、フェナンスレニル基等が挙げられ、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジン基等が挙げられる。 Regarding R 1 , R 2 , and R 3 described above, the alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, and nonyl group. Examples of the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group and a heptyloxy group. Examples of the alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, a butylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, a heptylthio group, an octylthio group, a nonylthio group and the like. Examples of the alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms include a methylamino group, an ethylamino group, a propylamino group, a butylamino group, a pentylamino group, a hexylamino group, a heptylamino group, an octylamino group and a nonylamino group. Examples of the acyl group having 2 to 10 carbon atoms include an acetyl group, a propionyl group and a butyryl group, and examples of the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group and a naphthyl group. Examples of the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include a methyl group, a phenyl group, a 2,6-xysilyl group, a mesityl group, a duryl group, a biphenyl group, a terphenyl group, and a naphthyl. Examples thereof include a group, anthryl group, pyrenyl group, toluyl group, anisyl group, fluorophenyl group, diphenylaminophenyl group, dimethylaminophenyl group, diethylaminophenyl group, pyridylphenyl group, phenanthrenyl group and the like, and the number of substituted or unsubstituted carbon atoms. Examples of the aromatic heterocyclic group of 3 to 30 include a pyridyl group, a pyrazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyridadinyl group, a triazine group and the like.

前記一般式(1)で示される化合物としては、下記構造式(1−1)又は(1−2):

Figure 2021007121
で示される化合物が特に好ましい。上記構造式(1−1)又は(1−2)で示される化合物は、一重項励起状態(S1)と三重項励起状態(T1)とのエネルギー差が小さく、且つエネルギーギャップが小さいため、外部量子効率が高い有機EL素子1が得られ易く、好ましい。 Examples of the compound represented by the general formula (1) include the following structural formulas (1-1) or (1-2):
Figure 2021007121
The compound represented by is particularly preferable. The compound represented by the structural formula (1-1) or (1-2) has a small energy difference between the singlet excited state (S 1 ) and the triplet excited state (T 1 ), and the energy gap is small. It is preferable that the organic EL element 1 having high external quantum efficiency can be easily obtained.

なお、化合物の蛍光スペクトルを測定することで、化合物のS1(一重項励起状態)エネルギーを求めることができる。また、化合物のリン光スペクトルを測定することで、化合物のT1(三重項励起状態)エネルギーを求めることができる。 By measuring the fluorescence spectrum of the compound, the S 1 (single term excited state) energy of the compound can be obtained. Further, the T 1 (triplet excited state) energy of the compound can be obtained by measuring the phosphorescence spectrum of the compound.

前記一般式(1)で示される化合物は、公知の方法で合成して得ることができる。一般式(1)で示される化合物の合成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ジヒドロアクリジン化合物又はジヒドロアントラセン化合物と、ブロモフェニル基を有するフェナントロイミダゾール化合物と、をカップリングさせることで合成できる。ここで、ジヒドロアクリジン化合物若しくはジヒドロアントラセン化合物、及び/又はブロモフェニル基を有するフェナントロイミダゾール化合物に、所望の置換基を導入することで、所望の構造を有する化合物を適宜合成できる。 The compound represented by the general formula (1) can be obtained by synthesizing by a known method. The method for synthesizing the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, but for example, a dihydroacridine compound or a dihydroanthracene compound is coupled with a phenanthreimidazole compound having a bromophenyl group. Can be synthesized by. Here, a compound having a desired structure can be appropriately synthesized by introducing a desired substituent into a dihydroacridine compound or a dihydroanthracene compound, and / or a phenanthremidazole compound having a bromophenyl group.

「ゲスト材料」
ゲスト材料としては、蛍光材料及び/又はリン光材料を用いることが好ましい。ゲスト材料は、ホスト材料からのエネルギー移動を有効に行うために、ホスト材料の発光波長と重なる吸収波長を有することが好ましい。
なお、ホスト材料中のゲスト材料の含有量は、1〜10質量%が好ましい。ゲスト材料の含有量が上記範囲であると、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が効率的に起こり、有機EL素子1の発光効率が良好となる。
"Guest material"
As the guest material, it is preferable to use a fluorescent material and / or a phosphorescent material. The guest material preferably has an absorption wavelength that overlaps the emission wavelength of the host material in order to effectively transfer energy from the host material.
The content of the guest material in the host material is preferably 1 to 10% by mass. When the content of the guest material is in the above range, energy transfer from the host material to the guest material occurs efficiently, and the luminous efficiency of the organic EL element 1 becomes good.

−リン光材料−
ゲスト材料がリン光材料である場合、ゲスト材料のT1エネルギーは、ホスト材料のT1エネルギーよりも小さいことが好ましい。
ゲスト材料として用いられるリン光材料としては、例えば、下記構造式(4−1)〜(4−29)で示される化合物が挙げられる。

Figure 2021007121
Figure 2021007121
-Phosphorescent material-
If the guest material is a phosphorescent material, the T 1 energy of the guest material is preferably smaller than the T 1 energy of the host material.
Examples of the phosphorescent material used as the guest material include compounds represented by the following structural formulas (4-1) to (4-29).
Figure 2021007121
Figure 2021007121

本実施形態では、ホスト材料として、上記一般式(1)で表わされる化合物を用いるため、上記構造式(4−1)〜(4−29)で示されるリン光材料の中でも、構造式(4−1)で示されるIr(mppy)3等の緑色発光材料が特に好ましい。 In the present embodiment, since the compound represented by the general formula (1) is used as the host material, the structural formula (4) is among the phosphorescent materials represented by the structural formulas (4-1) to (4-29). A green light emitting material such as Ir (mppy) 3 represented by -1) is particularly preferable.

上記構造式(4−1)で示されるIr(mppy)3は、T1エネルギーが比較的小さいため、ホスト材料として一般式(1)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料としてIr(mppy)3を用いた場合、ホスト材料からゲスト材料への効率的なエネルギー移動が起こる。その結果、駆動電圧が更に低い有機EL素子1となる。また、Ir(mppy)3は、一般式(1)で表わされる化合物の発光波長と重なる吸収波長を有するため、発光効率の更に高い有機EL素子1となる。 Since Ir (mppy) 3 represented by the above structural formula (4-1) has a relatively small T 1 energy, a compound represented by the general formula (1) is used as the host material, and Ir (mppy) 3 is used as the guest material. When is used, efficient energy transfer from the host material to the guest material occurs. As a result, the organic EL element 1 has a lower drive voltage. Further, since Ir (mppy) 3 has an absorption wavelength that overlaps with the emission wavelength of the compound represented by the general formula (1), it becomes an organic EL element 1 having higher luminous efficiency.

ホスト材料として、一般式(1)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料としてIr(mppy)3を用いる場合、ホスト材料中のゲスト材料の含有量は、1〜6質量%であることが好ましい。ゲスト材料の含有量が上記範囲であると、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が効率的に起こり、尚且つゲスト材料濃度増加による三重項−三重項消滅(TTA)による効率低下を防ぐことができる。このため、有機EL素子1の発光効率が良好となる。 When a compound represented by the general formula (1) is used as the host material and Ir (mppy) 3 is used as the guest material, the content of the guest material in the host material is preferably 1 to 6% by mass. When the content of the guest material is within the above range, energy transfer from the host material to the guest material occurs efficiently, and the efficiency decrease due to triplet-triplet annihilation (TTA) due to the increase in the guest material concentration can be prevented. it can. Therefore, the luminous efficiency of the organic EL element 1 becomes good.

−蛍光材料−
ゲスト材料として用いられる蛍光材料としては、例えば、下記構造式(4−30)〜(4−51)で示される化合物が挙げられる。

Figure 2021007121
Figure 2021007121
-Fluorescent material-
Examples of the fluorescent material used as the guest material include compounds represented by the following structural formulas (4-30) to (4-51).
Figure 2021007121
Figure 2021007121

−有機金属錯体−
前記発光層6中のゲスト材料としては、有機金属錯体を使用することが好ましい。ゲスト材料として、有機金属錯体を使用する場合、発光効率が更に高くなる。
該有機金属錯体としては、上述した、構造式(4−1)〜(4−29)で示されるリン光材料や、後述する、配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体等が挙げられる。
-Organometallic complex-
As the guest material in the light emitting layer 6, it is preferable to use an organometallic complex. When an organometallic complex is used as the guest material, the luminous efficiency is further increased.
Examples of the organometallic complex include phosphorescent materials represented by the structural formulas (4-1) to (4-29) described above, and a planar tetradentate ligand on a metal having a coordination number of 4, which will be described later. Examples thereof include bonded complexes.

前記発光層6中のゲスト材料としては、高色純度の発光を得る観点から、配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を含むことが好ましい。発光層6のホスト材料として上記一般式(1)で示される化合物を用い、ゲスト材料として配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を用いることで、発光効率が高く、駆動電圧が低く、発光の色純度が高い有機EL素子1とすることができる。
一般式(1)で示される化合物は、エネルギーギャップが小さく、尚且つゲスト材料よりも大きいT1エネルギーを有するので、発光層6において、配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体と共に用いることで、高い外部量子効率が得られる。
また、一般式(1)で示される化合物は、電子輸送性を有する骨格としてフェナントロイミダゾール骨格を有し、該フェナントロイミダゾール骨格は、1,3,5−トリアジン骨格とは異なり、ゲスト材料として配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を用いても、非特許文献6に記載のようなホスト材料とゲスト材料との間のエキサイプレックス形成を抑制できる。そのため、ホスト材料として一般式(1)で示される化合物を用い、ゲスト材料として配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を用いることで、発光スペクトルの半値幅が狭く、高色純度の発光が得られる。
The guest material in the light emitting layer 6 preferably contains a complex in which a planar tetradentate ligand is bound to a metal having a coordination number of 4 from the viewpoint of obtaining light emission with high color purity. Luminous efficiency is improved by using the compound represented by the above general formula (1) as the host material of the light emitting layer 6 and using a complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4 as a guest material. The organic EL element 1 having a high driving voltage, a low driving voltage, and a high luminous color purity can be obtained.
Since the compound represented by the general formula (1) has a small energy gap and a T 1 energy larger than that of the guest material, a planar tetradentate ligand on a metal having a coordination number of 4 in the light emitting layer 6 High external quantum efficiency can be obtained by using it together with the complex to which is bonded.
Further, the compound represented by the general formula (1) has a phenanthreimidazole skeleton as a skeleton having electron transportability, and the phenanthroimidazole skeleton is different from the 1,3,5-triazine skeleton and is a guest. Even if a complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4 is used as the material, the formation of an exciplex between the host material and the guest material as described in Non-Patent Document 6 can be suppressed. .. Therefore, by using the compound represented by the general formula (1) as the host material and using a complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4 as the guest material, the half width of the emission spectrum can be increased. It is narrow and emits high color purity.

配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体は、1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体としては、下記一般式(3):

Figure 2021007121
で示される化合物が好ましい。
上記一般式(3)で示される化合物は、四座配位子が、金属を囲むように略同一平面上に配置された4つの環状構造を有する基と、隣接する環状構造を有する基の間のうちの3箇所をそれぞれ連結する連結基とを有する。このため、一般式(3)で示される化合物は、安定であり、分子の振動に伴う光の放射が効果的に抑制され、発光スペクトルの半値幅が狭く、高色純度の発光が得られるものと推定される。 The complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4 may contain only one type, or may contain two or more types. As a complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4, the following general formula (3):
Figure 2021007121
The compound represented by is preferable.
In the compound represented by the general formula (3), the tetradentate ligand is between a group having four cyclic structures arranged on substantially the same plane so as to surround the metal and a group having an adjacent cyclic structure. It has a linking group that connects each of the three locations. Therefore, the compound represented by the general formula (3) is stable, the radiation of light accompanying the vibration of the molecule is effectively suppressed, the half width of the emission spectrum is narrow, and the emission of high color purity can be obtained. It is estimated to be.

一般式(3)中のMは、配位数が4の金属である。一般式(3)中のMは、配位数が4の金属であればよく、例えば、Pt、Pd、Cu等が挙げられ、Pt及びPdが好ましく、特にPtが好ましい。 M in the general formula (3) is a metal having a coordination number of 4. M in the general formula (3) may be a metal having a coordination number of 4, and examples thereof include Pt, Pd, and Cu, with Pt and Pd being preferable, and Pt being particularly preferable.

一般式(3)中のR4、R5、R6、R7は、それぞれ、置換されていてもよい炭素環基又は置換されていてもよい複素環基である。R4、R5、R6、R7としての炭素環基又は複素環基は、より一層、光の放射に伴う分子の振動が抑えられる化合物となるため、5員環又は6員環であることが好ましい。一般式(3)中のR4、R5、R6、R7は、全て同じであってもよいし、一部又は全部がそれぞれ異なっていてもよい。 R 4 , R 5 , R 6 and R 7 in the general formula (3) are a carbocyclic group which may be substituted or a heterocyclic group which may be substituted, respectively. The carbon ring group or heterocyclic group as R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 is a 5-membered ring or a 6-membered ring because it is a compound that further suppresses the vibration of the molecule due to the radiation of light. Is preferable. R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 in the general formula (3) may all be the same, or some or all may be different from each other.

上述した、R4、R5、R6、R7に関して、炭素環基としては、シクロペンチル基、シクロへキシル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナンスレニル基等が挙げられ、複素環基としては、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾリル基等が挙げられる。また、炭素環基及び複素環基の置換基としては、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基等が挙げられる。 Regarding R 4 , R 5 , R 6 and R 7 described above, the carbocyclic groups include cyclopentyl group, cyclohexyl group, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, anthryl group, pyrenyl group and phenanthrenyl. Examples of the heterocyclic group include an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a pyridyl group, a pyrazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyridadinyl group, a benzoimidazolyl group, a carbazolyl group and the like. The substituents of the carbocyclic group and the heterocyclic group include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, and an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms. Examples thereof include a group and an acyl group having 2 to 10 carbon atoms.

一般式(3)中のL1は、R4とR5とを連結する連結基であり、L2は、R5とR6とを連結する連結基であり、L3は、R6とR7とを連結する連結基である。一般式(3)中のL1、L2、L3は、隣接する環状構造を有する基(R4、R5、R6、R7)の間を連結するものであればよく、例えば、隣接する環状構造を有する基を形成している原子と共に形成された環構造であってもよいし、隣接する環状構造を有する基を形成している原子間の単結合であってもよいし、エーテル結合であってもよい。一般式(3)中のL1、L2、L3は、全て同じであってもよいし、一部又は全部がそれぞれ異なっていてもよい。 L 1 in the general formula (3) is a connecting group that connects R 4 and R 5 , L 2 is a connecting group that connects R 5 and R 6 , and L 3 is R 6 . It is a linking group that connects R 7 and R 7 . L 1 , L 2 , and L 3 in the general formula (3) may be any one that connects groups having an adjacent cyclic structure (R 4 , R 5 , R 6 , R 7 ), for example. It may be a ring structure formed with atoms forming a group having an adjacent cyclic structure, or it may be a single bond between atoms forming a group having an adjacent cyclic structure. It may be an ether bond. L 1 , L 2 , and L 3 in the general formula (3) may all be the same, or some or all may be different from each other.

上記一般式(3)で示される化合物としては、下記構造式(3−1)〜(3−15)で示される化合物が好ましく、これらの中でも、高色純度発光が得られ易いため、構造式(3−1)で示される化合物、構造式(3−3)で示される化合物が特に好ましい。

Figure 2021007121
As the compound represented by the general formula (3), the compounds represented by the following structural formulas (3-1) to (3-15) are preferable, and among these, the structural formula is easy to obtain high color purity emission. The compound represented by (3-1) and the compound represented by the structural formula (3-3) are particularly preferable.
Figure 2021007121

ホスト材料として、上記一般式(1)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料として上記一般式(3)で示される化合物を用いる場合、ホスト材料中のゲスト材料の含有量は、3〜10質量%であることが好ましい。ゲスト材料の含有量が上記範囲であると、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が効率的に起こり、尚且つゲスト濃度増加による三重項−三重項消滅(TTA)による効率低下を防ぐことができる。このため、有機EL素子1の発光効率が更に良好となる。 When the compound represented by the general formula (1) is used as the host material and the compound represented by the general formula (3) is used as the guest material, the content of the guest material in the host material is 3 to 10% by mass. Is preferable. When the content of the guest material is within the above range, energy transfer from the host material to the guest material occurs efficiently, and the efficiency decrease due to triplet-triplet annihilation (TTA) due to the increase in guest concentration can be prevented. .. Therefore, the luminous efficiency of the organic EL element 1 is further improved.

(電子輸送層)
適切な最低未占有分子軌道(LUMO)レベルを有する電子輸送層7を、陰極9又は電子注入層8と、発光層6との間に設けると、陰極9又は電子注入層8から電子輸送層7への電子注入障壁が緩和され、電子輸送層7から発光層6への電子注入障壁が緩和される。また、電子輸送層7に用いられる材料が適切な最高被占有分子軌道(HOMO)レベルを有する場合、発光層6で再結合せずに対極へ流出する正孔が阻止される。その結果、発光層6内に正孔が閉じ込められて、発光層6内での再結合効率が高められる。
電子輸送層7は、電子注入障壁が問題とならず、発光層6の電子輸送能が十分に高い場合には、省略される場合がある。
(Electronic transport layer)
When an electron transport layer 7 having an appropriate minimum unoccupied molecular orbital (LUMO) level is provided between the cathode 9 or the electron injection layer 8 and the light emitting layer 6, the cathode 9 or the electron injection layer 8 to the electron transport layer 7 are provided. The electron injection barrier to the light emitting layer 6 is relaxed, and the electron injection barrier from the electron transport layer 7 to the light emitting layer 6 is relaxed. Also, if the material used for the electron transport layer 7 has an appropriate highest occupied molecular orbital (HOMO) level, holes that flow out to the counter electrode without recombination in the light emitting layer 6 are blocked. As a result, holes are confined in the light emitting layer 6 and the recombination efficiency in the light emitting layer 6 is enhanced.
The electron transport layer 7 may be omitted if the electron injection barrier does not matter and the electron transport capacity of the light emitting layer 6 is sufficiently high.

電子輸送層7に用いられる材料としては、例えば、下記構造式(8−1)〜(8−28)で示される化合物が挙げられる。

Figure 2021007121
Figure 2021007121
Figure 2021007121
Examples of the material used for the electron transport layer 7 include compounds represented by the following structural formulas (8-1) to (8-28).
Figure 2021007121
Figure 2021007121
Figure 2021007121

上記構造式(8−1)〜(8−28)で示される化合物の中でも、構造式(8−4)で示される2,2’,2”−(1,3,5−ベンゼントリイル)−トリス(1−フェニル−1−H−ベンズイミダゾール)(TPBi)が特に好ましい。 Among the compounds represented by the above structural formulas (8-1) to (8-28), 2,2', 2 "-(1,3,5-benzenetriyl) represented by the structural formula (8-4). -Tris (1-phenyl-1-H-benzimidazole) (TPBi) is particularly preferred.

(電子注入層)
電子注入層8に用いられる材料は、陰極9の仕事関数と電子輸送層7のLUMOレベル等の観点から選ばれる。電子注入層8に用いられる材料は、電子輸送層7を設けない場合には、発光層6のゲスト材料及びホスト材料のLUMOレベルを考慮して選ばれる。
(Electron injection layer)
The material used for the electron injection layer 8 is selected from the viewpoint of the work function of the cathode 9 and the LUMO level of the electron transport layer 7. The material used for the electron injection layer 8 is selected in consideration of the LUMO level of the guest material and the host material of the light emitting layer 6 when the electron transport layer 7 is not provided.

電子注入層8に用いられる材料は、有機化合物でもよいし、無機化合物でもよい。電子注入層8が、無機化合物からなるものである場合には、例えば、アルカリ金属や、アルカリ土類金属の他、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、炭酸セシウム等を用いることができ、フッ化リチウムを用いることが好ましい。 The material used for the electron injection layer 8 may be an organic compound or an inorganic compound. When the electron injection layer 8 is made of an inorganic compound, for example, in addition to alkali metal and alkaline earth metal, lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, cesium fluoride, cesium carbonate and the like can be used. It can be used, and it is preferable to use lithium fluoride.

(陰極)
陰極9は、電子注入層8又は電子輸送層7に電子を注入する。このため、陰極9の材料としては、仕事関数の比較的小さな各種金属材料、各種合金等が用いられる。陰極9の材料としては、例えば、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム、金、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、マグネシウムインジウム合金(MgIn)、銀合金等が挙げられる。
(cathode)
The cathode 9 injects electrons into the electron injection layer 8 or the electron transport layer 7. Therefore, as the material of the cathode 9, various metal materials having a relatively small work function, various alloys, and the like are used. Examples of the material of the cathode 9 include aluminum, silver, magnesium, calcium, gold, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), magnesium indium alloy (MgIn), silver alloy and the like.

有機EL素子1がボトムエミッション型のものである場合、陰極9の材料として、金属からなる不透明電極を用いることができ、反射性の材料を用いてもよい。
一方、有機EL素子1がトップエミッション型のものである場合、陰極9の材料として、透明導電材料が用いられる。なお、陰極9の材料としてITOを用いた場合、ITOの仕事関数が大きいため、電子注入が困難となる。また、ITO膜は、スパッタ法やイオンビーム蒸着法を用いて成膜するため、成膜時に電子注入層8等にダメージが与えられる可能性がある。このため、陰極9の材料としてITOを用いる場合には、電子注入層8とITOとの間に、マグネシウム層や銅フタロシアニン層を設けることが好ましい。
When the organic EL element 1 is of the bottom emission type, an opaque electrode made of metal can be used as the material of the cathode 9, and a reflective material may be used.
On the other hand, when the organic EL element 1 is of the top emission type, a transparent conductive material is used as the material of the cathode 9. When ITO is used as the material of the cathode 9, electron injection becomes difficult because the work function of ITO is large. Further, since the ITO film is formed by using a sputtering method or an ion beam vapor deposition method, there is a possibility that the electron injection layer 8 or the like may be damaged during the film formation. Therefore, when ITO is used as the material of the cathode 9, it is preferable to provide a magnesium layer or a copper phthalocyanine layer between the electron injection layer 8 and the ITO.

(形成方法)
図1に示す有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と、正孔注入層4と、正孔輸送層5と、発光層6と、電子輸送層7と、電子注入層8と、陰極9をこの順に形成することにより製造できる。陽極3、正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極9の各層の形成方法は、特に限定されず、各層に用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いて形成できる。
(Formation method)
The organic EL element 1 shown in FIG. 1 has an anode 3, a hole injection layer 4, a hole transport layer 5, a light emitting layer 6, an electron transport layer 7, an electron injection layer 8, and an electron injection layer 8 on a substrate 2. It can be manufactured by forming the cathode 9 in this order. The method of forming each of the anode 3, the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, the electron injection layer 8, and the cathode 9 is not particularly limited, and the characteristics of the material used for each layer are not particularly limited. It can be formed by appropriately using various conventionally known forming methods.

具体的には、例えば、陽極3及び陰極9を形成する方法としては、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解(SPD)法、原子層堆積(ALD)法、気相成膜法、液相成膜法等が挙げられる。
また、正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8の各層を形成する方法としては、各層となる有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する塗布法、真空蒸着法、ESDUS(Evaporative Spray Deposition from Ultra−dilute Solution)法等が挙げられる。これらの形成方法の中でも特に、塗布法を用いることが好ましい。
また、正孔注入層4、正孔輸送層5、電子輸送層7、電子注入層8のうちいずれかの層が無機材料からなるものである場合、無機材料からなる層は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等の方法を用いて形成できる。
Specifically, for example, as a method for forming the anode 3 and the cathode 9, a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, a sol-gel method, a spray pyrolysis (SPD) method, an atomic layer deposition (ALD) method, and a vapor phase deposition method , Liquid phase deposition method and the like.
Further, as a method of forming each layer of the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8, a coating method in which an organic compound solution containing an organic compound to be each layer is applied is applied. Examples thereof include a method, a vacuum vapor deposition method, and an ESDUS (Evasorative Spray Depositionation from Ultra-dilute Solution) method. Among these forming methods, it is particularly preferable to use the coating method.
When any one of the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 is made of an inorganic material, the layer made of the inorganic material is, for example, a sputtering method. , Can be formed by using a method such as vacuum deposition.

(他の例)
本発明の有機EL素子は、上述した実施形態において説明した有機EL素子に限定されるものではない。
具体的には、上述した実施形態においては、基板2と発光層6との間に陽極3が配置された順構造の有機EL素子1を例に挙げて説明したが、本発明の有機EL素子は、基板と発光層との間に陰極が配置された逆構造のものであってもよい。
(Other examples)
The organic EL device of the present invention is not limited to the organic EL device described in the above-described embodiment.
Specifically, in the above-described embodiment, the organic EL device 1 having a forward structure in which the anode 3 is arranged between the substrate 2 and the light emitting layer 6 has been described as an example, but the organic EL device of the present invention has been described. May have an inverted structure in which a cathode is arranged between the substrate and the light emitting layer.

また、本発明の有機EL素子においては、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層は、必要に応じて形成すればよく、設けられていなくてもよい。
また、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極の各層は、1層で形成されているものであってもよいし、2層以上からなるものであってもよい。
また、本発明の有機EL素子は、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極の各層の間に、他の層を有するものであってもよい。具体的には、有機EL素子の特性をさらに向上させる等の理由から、必要に応じて、電子阻止層等を有していてもよい。
Further, in the organic EL device of the present invention, the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may be formed as needed and may not be provided.
Further, each layer of the anode, the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, the electron injection layer, and the cathode may be formed by one layer, or may be composed of two or more layers. It may be one.
Further, the organic EL device of the present invention may have another layer between each layer of the anode, the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, the electron injection layer, and the cathode. Good. Specifically, an electron blocking layer or the like may be provided, if necessary, for the purpose of further improving the characteristics of the organic EL element.

<表示装置>
本発明の表示装置は、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする。本発明の表示装置は、上述した発光効率が高く、駆動電圧が低い有機EL素子を具えるため、発光効率が高く、駆動電圧が低い。本発明の表示装置は、上述した有機EL素子の他に、表示装置に一般に用いられる他の部品を具えることができる。
<Display device>
The display device of the present invention is characterized by including the above-mentioned organic electroluminescence element. Since the display device of the present invention includes the above-mentioned organic EL element having high luminous efficiency and low driving voltage, the luminous efficiency is high and the driving voltage is low. In addition to the organic EL element described above, the display device of the present invention can include other parts generally used in the display device.

<照明装置>
本発明の照明装置は、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする。本発明の照明装置は、上述した発光効率が高く、駆動電圧が低い有機EL素子を具えるため、発光効率が高く、駆動電圧が低い。本発明の照明装置は、上述した有機EL素子の他に、照明装置に一般に用いられる他の部品を具えることができる。
<Lighting device>
The lighting device of the present invention is characterized by including the above-mentioned organic electroluminescence element. Since the lighting device of the present invention includes the above-mentioned organic EL element having high luminous efficiency and low driving voltage, it has high luminous efficiency and low driving voltage. In addition to the organic EL element described above, the lighting device of the present invention can include other parts generally used in the lighting device.

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. The present invention is not limited to the examples shown below.

<実験1>
ガラス材料からなる基板上に、真空蒸着法により、下記構造式(1−1)で示される化合物からなる厚み50nmの薄膜を形成した。

Figure 2021007121
<Experiment 1>
A thin film having a thickness of 50 nm made of the compound represented by the following structural formula (1-1) was formed on a substrate made of a glass material by a vacuum vapor deposition method.
Figure 2021007121

なお、構造式(1−1)で示される化合物{2−(4−(9,9−ジフェニルアクリジン−10(9H)−イル)フェニル)−1−(4−メトキシフェニル)−1H−フェナントロ[9,10−d]イミダゾール(PhImEn)}は、J.Mater.Chem.C,2018,6,9363−9377に記載の方法で合成した。 The compound represented by the structural formula (1-1) {2- (4- (9,9-diphenylacridine-10 (9H) -yl) phenyl) -1- (4-methoxyphenyl) -1H-phenanthro [ 9,10-d] imidazole (PhImEn)} Mater. Chem. C, 2018, 6, 9363-9377 was synthesized by the method described.

<実験2>
ガラス材料からなる基板上に、真空蒸着法により、上記構造式(5)で示されるCBPからなる厚み50nmの薄膜を形成した。
<Experiment 2>
A thin film having a thickness of 50 nm made of CBP represented by the above structural formula (5) was formed on a substrate made of a glass material by a vacuum vapor deposition method.

<実験3>
ガラス材料からなる基板上に、真空蒸着法により、上記構造式(4−1)で示されるIr(mppy)3からなる厚み50nmの薄膜を形成した。
<Experiment 3>
A thin film having a thickness of 50 nm made of Ir (mppy) 3 represented by the above structural formula (4-1) was formed on a substrate made of a glass material by a vacuum vapor deposition method.

(発光スペクトルの測定)
実験1で形成した薄膜について、HORIBA社製のFluoroMax−4を用い、波長300nmの励起光源を用いて、300K及び77Kにおける発光スペクトルを測定した。また、実験2で形成した薄膜について、同様の装置を用い、波長300nmの励起光源を用いて、300K及び77Kにおける発光スペクトルを測定した。結果を図2及び図3に示す。図2は、実験1で形成した薄膜の測定結果を示したグラフである。図3は、実験2で形成した薄膜の測定結果を示したグラフである。
(Measurement of emission spectrum)
For the thin film formed in Experiment 1, the emission spectra at 300K and 77K were measured using a FluoroMax-4 manufactured by HORIBA and an excitation light source having a wavelength of 300 nm. Further, for the thin film formed in Experiment 2, the emission spectra at 300K and 77K were measured using an excitation light source having a wavelength of 300 nm using the same apparatus. The results are shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the thin film formed in Experiment 1. FIG. 3 is a graph showing the measurement results of the thin film formed in Experiment 2.

常温(300K)での発光スペクトルは、蛍光発光を示している。従って、常温(300K)での発光スペクトルから、S1(一重項励起状態)エネルギーに相当する知見が得られる。
図2及び図3に示すように、構造式(1−1)で示される化合物(実験1)の蛍光発光は、CBP(実験2)の蛍光発光よりも長波長側に見られる。従って、構造式(1−1)で示される化合物のS1エネルギーは、CBPよりも小さい。
The emission spectrum at room temperature (300K) shows fluorescence emission. Therefore, from the emission spectrum at room temperature (300K), the knowledge corresponding to the S 1 (singlet excited state) energy can be obtained.
As shown in FIGS. 2 and 3, the fluorescent emission of the compound represented by the structural formula (1-1) (Experiment 1) is observed on the longer wavelength side than the fluorescent emission of CBP (Experiment 2). Therefore, the S 1 energy of the compound represented by the structural formula (1-1) is smaller than that of CBP.

また、実験1及び実験2で形成した薄膜について、低温(77K以下)での発光スペクトル測定によりリン光発光を観測し、薄膜の三重項励起状態(T1)のエネルギーを求めた。なお、低温での発光スペクトル測定は、蛍光発光成分を除去してリン光スペクトルを観測するために、励起光照射後50msの遅延を設けて測定した。このようにして求めた実験1及び実験2で形成した薄膜の三重項励起状態(T1)のエネルギーを表1に示す。
また、実験3で形成した薄膜(Ir(mppy)3)についても、実験1及び実験2と同様にして、薄膜の三重項励起状態(T1)のエネルギーを求めた。実験3で形成した薄膜の三重項励起状態(T1)のエネルギーを表1に示す。
Further, with respect to the thin films formed in Experiments 1 and 2, phosphorescence emission was observed by measuring the emission spectrum at a low temperature (77K or less), and the energy of the triplet excited state (T 1 ) of the thin films was determined. The emission spectrum was measured at a low temperature with a delay of 50 ms after the excitation light irradiation in order to remove the fluorescence emission component and observe the phosphorescence spectrum. Table 1 shows the energies of the triplet excited state (T 1 ) of the thin films formed in Experiments 1 and 2 thus obtained.
Further, for the thin film (Ir (mppy) 3 ) formed in Experiment 3, the energy of the triplet excited state (T 1 ) of the thin film was obtained in the same manner as in Experiment 1 and Experiment 2. Table 1 shows the energy of the triplet excited state (T 1 ) of the thin film formed in Experiment 3.

Figure 2021007121
Figure 2021007121

上述のように、構造式(1−1)で示される化合物のS1エネルギーは、CBPよりも小さい。また、表1に示すように、構造式(1−1)で示される化合物(実験1)のT1エネルギーは、CBP(実験2)とほぼ同程度である。従って、構造式(1−1)で示される化合物は、CBPよりもエネルギーギャップが小さい。よって、構造式(1−1)で示される化合物は、発光層のホスト材料として、CBPよりも好ましいことが分かる。 As described above, the S 1 energy of the compound represented by the structural formula (1-1) is smaller than that of CBP. Further, as shown in Table 1, the T 1 energy of the compound (Experiment 1) represented by the structural formula (1-1) is almost the same as that of CBP (Experiment 2). Therefore, the compound represented by the structural formula (1-1) has a smaller energy gap than CBP. Therefore, it can be seen that the compound represented by the structural formula (1-1) is preferable to CBP as a host material for the light emitting layer.

また、表1に示すように、構造式(1−1)で示される化合物(実験1)のT1エネルギーは、一般的な緑色リン光材料であるIr(mppy)3のT1エネルギーよりも小さくはなく、構造式(1−1)で示される化合物は、発光層のホスト材料に適している。 Further, as shown in Table 1, the T 1 energy of the compound (Experiment 1) represented by the structural formula (1-1) is higher than the T 1 energy of Ir (mppy) 3 , which is a general green phosphorescent material. The compound, which is not small and is represented by the structural formula (1-1), is suitable as a host material for the light emitting layer.

<実施例1>
以下に示す材料を用いて、以下に示す方法により、実施例1の有機EL素子を作製した。
基板の陽極上に、真空蒸着法により、正孔注入層と、第2正孔輸送層と、第1正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極と、をこの順に形成し、実施例1の有機EL素子を作製した。
<Example 1>
Using the materials shown below, the organic EL element of Example 1 was produced by the method shown below.
On the anode of the substrate, a hole injection layer, a second hole transport layer, a first hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode were formed by a vacuum deposition method. Was formed in this order to produce the organic EL element of Example 1.

(基板、陽極)
ITO(酸化インジウムスズ)からなる幅3mmにパターニングされた電極を有する平均厚さ0.7mmの市販の透明ガラス基板。
(Substrate, anode)
A commercially available transparent glass substrate having an average thickness of 0.7 mm and having electrodes patterned to a width of 3 mm made of ITO (indium tin oxide).

(正孔注入層)
構造式(6−12)で示されるPEDOT(Clevios HIL1.5)(厚み30nm)
(Hole injection layer)
PEDOT (Clevios HIL1.5) (thickness 30 nm) represented by the structural formula (6-12)

(正孔輸送層)
「第1正孔輸送層」:構造式(7−36)で示される化合物(厚み10nm)
「第2正孔輸送層」:構造式(7−1)で示されるα−NPD(厚み20nm)
(Hole transport layer)
"First hole transport layer": Compound represented by structural formula (7-36) (thickness 10 nm)
"Second hole transport layer": α-NPD (thickness 20 nm) represented by the structural formula (7-1).

(発光層)
一般式(1)で示される化合物である構造式(1−1)で示される化合物をホスト材料として用い、該ホスト材料中にゲスト材料である構造式(4−1)で示されるIr(mppy)3を3質量%含む(厚み25nm)
(Light emitting layer)
The compound represented by the structural formula (1-1), which is a compound represented by the general formula (1), is used as the host material, and Ir (mppy) represented by the structural formula (4-1), which is a guest material in the host material, is used. ) 3 by mass% (thickness 25 nm)

(電子輸送層)
構造式(8−4)で示されるTPBi(厚み35nm)
(Electronic transport layer)
TPBi (thickness 35 nm) represented by the structural formula (8-4)

(電子注入層)
LiF膜(厚み0.8nm)
(Electron injection layer)
LiF film (thickness 0.8 nm)

(陰極)
Al膜(厚み100nm)
(cathode)
Al film (thickness 100 nm)

<比較例1>
発光層のホスト材料に使用した化合物を、構造式(5)で示されるCBPとしたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の有機EL素子を作製した。
<Comparative example 1>
An organic EL device of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound used as the host material of the light emitting layer was CBP represented by the structural formula (5).

(外部量子効率の測定)
上記のようにして得られた実施例1及び比較例1の有機EL素子について、それぞれ電流密度10mA/cm2における外部量子効率を測定した。結果を表2に示す。
(Measurement of external quantum efficiency)
The external quantum efficiencies of the organic EL devices of Example 1 and Comparative Example 1 obtained as described above were measured at a current density of 10 mA / cm 2 , respectively. The results are shown in Table 2.

Figure 2021007121
Figure 2021007121

表2に示すように、実施例1の有機EL素子の外部量子効率は、比較例1の有機EL素子の外部量子効率よりも高い値を示した。 As shown in Table 2, the external quantum efficiency of the organic EL device of Example 1 was higher than that of the external quantum efficiency of the organic EL device of Comparative Example 1.

(電圧−輝度特性の測定)
実施例1及び比較例1の有機EL素子に対して、ケースレー社製の「2400型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「LS−100」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度の関係を調べた。結果を図4に示す。
(Measurement of voltage-luminance characteristics)
A voltage was applied to the organic EL elements of Example 1 and Comparative Example 1 using a "2400 type source meter" manufactured by Caseley, and the brightness was measured using "LS-100" manufactured by Konica Minolta. , The relationship between the applied voltage and the brightness was investigated. The results are shown in FIG.

図4に示すように、実施例1の有機EL素子では、比較例1の有機EL素子と比較して、印加電圧が同じである場合に高い輝度が得られており、駆動電圧が低かった。これは、発光層のホスト材料として、実施例1で使用した構造式(1−1)で示される化合物が、比較例1で使用したCBPと比較して、エネルギーギャップが小さいためであると推定される。 As shown in FIG. 4, in the organic EL element of Example 1, higher brightness was obtained when the applied voltage was the same, and the drive voltage was lower than that of the organic EL element of Comparative Example 1. It is presumed that this is because the compound represented by the structural formula (1-1) used in Example 1 as the host material of the light emitting layer has a smaller energy gap than the CBP used in Comparative Example 1. Will be done.

(電流密度−電力効率特性の測定)
実施例1及び比較例1の有機EL素子に対して、ケースレー社製の「2400型ソースメーター」を用いて電流密度と電力効率を調べた。結果を図5に示す。
(Measurement of current density-power efficiency characteristics)
The current density and power efficiency of the organic EL elements of Example 1 and Comparative Example 1 were examined using a "2400 type source meter" manufactured by Keithley. The results are shown in FIG.

図5に示すように、実施例1の有機EL素子では、比較例1の有機EL素子と比較して、電流密度が同じである場合に高い電力効率が得られている。これは、発光層のホスト材料として、実施例1で使用した構造式(1−1)で示される化合物が、比較例1で使用したCBPと比較して、エネルギーギャップが小さいためであると推定される。 As shown in FIG. 5, in the organic EL element of Example 1, higher power efficiency is obtained when the current densities are the same as compared with the organic EL element of Comparative Example 1. It is presumed that this is because the compound represented by the structural formula (1-1) used in Example 1 as the host material of the light emitting layer has a smaller energy gap than the CBP used in Comparative Example 1. Will be done.

<実験4>
石英基板上に真空蒸着により、上記構造式(1−1)で示される化合物中に、上記構造式(3−1)で示される化合物を1質量%含む厚み30nmの薄膜を作製した。
<Experiment 4>
A thin film having a thickness of 30 nm containing 1% by mass of the compound represented by the structural formula (3-1) in the compound represented by the structural formula (1-1) was produced by vacuum vapor deposition on a quartz substrate.

<実験5>
構造式(1−1)で示される化合物に代えて、下記構造式(9):

Figure 2021007121
で示される化合物を用いたこと以外は、実験4と同様にして、実験5の薄膜を作製した。 <Experiment 5>
Instead of the compound represented by the structural formula (1-1), the following structural formula (9):
Figure 2021007121
A thin film of Experiment 5 was prepared in the same manner as in Experiment 4 except that the compound shown in (1) was used.

(発光スペクトルの測定)
実験4及び実験5で得られた薄膜について、それぞれHORIBA社製のFluoroMax−4を用い、波長350nmの励起光源を用いて、300Kにおける発光スペクトルを測定した。結果を図6に示す。
(Measurement of emission spectrum)
For the thin films obtained in Experiment 4 and Experiment 5, the emission spectrum at 300 K was measured using a FluoroMax-4 manufactured by HORIBA and an excitation light source having a wavelength of 350 nm. The results are shown in FIG.

図6に示すように、実験4の薄膜の発光スペクトルは、実験5の薄膜と比較して560nm付近にみられるピークの発光強度が小さく、発光の色純度が高いことが確認できた。これは、ホスト材料としてトリアジン基を有する構造式(9)で示される化合物を用いる場合に比べ、フェナントロイミダゾール基を有する構造式(1−1)で示される化合物を用いた方が、ホスト材料とゲスト材料(構造式(3−1)で示される化合物)との間にエキサイプレックス形成が生じ難く、これに起因する発光スペクトル幅の増大を低減できるためである。 As shown in FIG. 6, in the emission spectrum of the thin film of Experiment 4, it was confirmed that the emission intensity of the peak observed near 560 nm was smaller and the color purity of the emission was higher than that of the thin film of Experiment 5. Compared with the case where the compound represented by the structural formula (9) having a triazine group is used as the host material, it is better to use the compound represented by the structural formula (1-1) having a phenanthroimidazole group as the host. This is because the formation of an exciplex is unlikely to occur between the material and the guest material (the compound represented by the structural formula (3-1)), and the increase in the emission spectrum width due to this can be reduced.

<実施例2>
以下に示す材料を用いて、以下に示す方法により、実施例2の有機EL素子を作製した。
基板の陽極上に、真空蒸着法により、正孔注入層と、第2正孔輸送層と、第1正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極と、をこの順に形成し、実施例2の有機EL素子を作製した。
<Example 2>
Using the materials shown below, the organic EL device of Example 2 was produced by the method shown below.
On the anode of the substrate, a hole injection layer, a second hole transport layer, a first hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode were formed by a vacuum deposition method. Was formed in this order to produce the organic EL element of Example 2.

(基板、陽極)
ITO(酸化インジウムスズ)からなる幅3mmにパターニングされた電極(陽極)を有する平均厚さ0.7mmの市販の透明ガラス基板。
(Substrate, anode)
A commercially available transparent glass substrate having an electrode (anode) patterned with a width of 3 mm made of ITO (indium tin oxide) and having an average thickness of 0.7 mm.

(正孔注入層)
構造式(6−12)で示されるPEDOT(Clevios HIL1.3N)(厚み30nm)
(Hole injection layer)
PEDOT (Clevios HIL1.3N) (thickness 30 nm) represented by the structural formula (6-12).

(正孔輸送層)
「第1正孔輸送層」:構造式(7−37)で示される化合物(厚み10nm)
「第2正孔輸送層」:構造式(7−1)で示されるα−NPD(厚み20nm)
(Hole transport layer)
"First hole transport layer": Compound represented by structural formula (7-37) (thickness 10 nm)
"Second hole transport layer": α-NPD (thickness 20 nm) represented by the structural formula (7-1).

(発光層)
構造式(1−1)で示される化合物をホスト材料として用い、該ホスト材料中にゲスト材料として構造式(3−1)で示される化合物を6質量%含む(厚み25nm)
(Light emitting layer)
The compound represented by the structural formula (1-1) is used as the host material, and the host material contains 6% by mass of the compound represented by the structural formula (3-1) as the guest material (thickness 25 nm).

(電子輸送層)
構造式(8−4)で示されるTPBi(厚み35nm)
(Electronic transport layer)
TPBi (thickness 35 nm) represented by the structural formula (8-4)

(電子注入層)
LiF膜(厚み0.8nm)
(Electron injection layer)
LiF film (thickness 0.8 nm)

(陰極)
Al膜(厚み100nm)
(cathode)
Al film (thickness 100 nm)

<比較例2>
発光層のホスト材料に使用した化合物を、構造式(5)で示されるCBPとしたこと以外は、実施例2と同様にして、比較例2の有機EL素子を作製した。
<Comparative example 2>
The organic EL device of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 2 except that the compound used as the host material of the light emitting layer was CBP represented by the structural formula (5).

(外部量子効率の測定)
上記のようにして得られた実施例2及び比較例2の有機EL素子について、前述と同様の方法で電流密度10mA/cm2における外部量子効率を測定した。結果を表3に示す。
(Measurement of external quantum efficiency)
For the organic EL devices of Example 2 and Comparative Example 2 obtained as described above, the external quantum efficiency at a current density of 10 mA / cm 2 was measured by the same method as described above. The results are shown in Table 3.

Figure 2021007121
Figure 2021007121

表3に示すように、実施例2の有機EL素子の外部量子効率は、比較例2の有機EL素子の外部量子効率より高い値を示した。 As shown in Table 3, the external quantum efficiency of the organic EL element of Example 2 was higher than that of the external quantum efficiency of the organic EL element of Comparative Example 2.

(電圧−輝度特性の測定)
実施例2及び比較例2の有機EL素子に対して、ケースレー社製の「2400型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「LS−100」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度の関係を調べた。結果を図7に示す。
(Measurement of voltage-luminance characteristics)
A voltage was applied to the organic EL elements of Example 2 and Comparative Example 2 using a "2400 type source meter" manufactured by Keithley, and the brightness was measured using "LS-100" manufactured by Konica Minolta. , The relationship between the applied voltage and the brightness was investigated. The results are shown in FIG.

図7に示すように、実施例2の有機EL素子では、比較例2の有機EL素子と比較して、印加電圧が同じである場合に高い輝度が得られており、駆動電圧が低かった。 As shown in FIG. 7, in the organic EL element of Example 2, higher brightness was obtained when the applied voltage was the same, and the drive voltage was lower than that of the organic EL element of Comparative Example 2.

(電流密度−電力効率特性の測定)
実施例2及び比較例2の有機EL素子に対して、前述と同様の方法で電流密度と電力効率を調べた。結果を図8に示す。
(Measurement of current density-power efficiency characteristics)
The current density and power efficiency of the organic EL devices of Example 2 and Comparative Example 2 were examined by the same method as described above. The results are shown in FIG.

図8に示すように、実施例1の発光材料(ゲスト材料)を変えた実施例2の有機EL素子においても、ホスト材料としてCBPを用いた比較例2の有機EL素子と比較して、電流密度が同じである場合に高い電力効率が得られている。 As shown in FIG. 8, even in the organic EL element of Example 2 in which the light emitting material (guest material) of Example 1 is changed, the current is compared with the organic EL element of Comparative Example 2 in which CBP is used as the host material. High power efficiency is obtained when the densities are the same.

1:有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子
2:基板
3:陽極
4:正孔注入層
5:正孔輸送層
6:発光層
7:電子輸送層
8:電子注入層
9:陰極
1: Organic EL (electroluminescence) element 2: Substrate 3: Anode 4: Hole injection layer 5: Hole transport layer 6: Light emitting layer 7: Electron transport layer 8: Electron injection layer 9: Cathode

Claims (10)

陽極と、発光層と、陰極と、をこの順に具え、
前記発光層が、ゲスト材料と、ホスト材料と、を含み、
前記ホスト材料が、下記一般式(1):
Figure 2021007121
[一般式(1)中のX1は、それぞれ独立にN又はC−R2を示し、少なくとも1つのX1はNであり、ここで、R2は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、
1は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、隣り合うR1は一体となって環を形成していてもよい。]で表わされる化合物であることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
The anode, the light emitting layer, and the cathode are provided in this order.
The light emitting layer contains a guest material and a host material.
The host material is the following general formula (1):
Figure 2021007121
[X 1 in the general formula (1) independently represents N or C-R 2 , and at least one X 1 is N, where R 2 is a hydrogen atom and has 1 to 10 carbon atoms. Alkyl group, alkoxy group with 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group with 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group with 1 to 10 carbon atoms, acyl group with 2 to 10 carbon atoms, aralkyl group with 7 to 20 carbon atoms, substitution Alternatively, it is an unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or an substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms.
R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. There, adjacent R 1 may form a ring together. ], Which is an organic electroluminescence device.
前記発光層中のゲスト材料が、有機金属錯体である、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the guest material in the light emitting layer is an organometallic complex. 前記発光層中のホスト材料が、下記一般式(2):
Figure 2021007121
[一般式(2)中のX1は、それぞれ独立にN又はC−R2を示し、少なくとも1つのX1はNであり、ここで、R2は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、
1は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基であり、隣り合うR1は一体となって環を形成していてもよく、
3は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルキルチオ基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数7〜20のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基である。]で示される化合物である、請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The host material in the light emitting layer has the following general formula (2):
Figure 2021007121
[X 1 in the general formula (2) independently represents N or C-R 2 , and at least one X 1 is N, where R 2 is a hydrogen atom and has 1 to 10 carbon atoms. Alkyl group, alkoxy group with 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group with 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group with 1 to 10 carbon atoms, acyl group with 2 to 10 carbon atoms, aralkyl group with 7 to 20 carbon atoms, substitution Alternatively, it is an unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or an substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms.
R 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. There, adjacent R 1 may form a ring together,
R 3 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An acyl group of 10 to 10, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 substituted or unsubstituted carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted. is there. ], The organic electroluminescence device according to claim 1 or 2.
前記有機金属錯体が、配位数が4の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体である、請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 2, wherein the organometallic complex is a complex in which a planar tetradentate ligand is bonded to a metal having a coordination number of 4. 前記錯体が、下記一般式(3):
Figure 2021007121
[一般式(3)中のMは、配位数が4の金属であり、
4、R5、R6、R7は、それぞれ、置換されていてもよい炭素環基又は置換されていてもよい複素環基であり、
1は、R4とR5とを連結する連結基であり、
2は、R5とR6とを連結する連結基であり、
3は、R6とR7とを連結する連結基である。]で示される化合物である、請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The complex has the following general formula (3):
Figure 2021007121
[M in the general formula (3) is a metal having a coordination number of 4,
R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 are optionally substituted carbocyclic groups or optionally substituted heterocyclic groups, respectively.
L 1 is a linking group that connects R 4 and R 5 .
L 2 is a linking group that connects R 5 and R 6 and
L 3 is a linking group that connects R 6 and R 7 . ] The organic electroluminescence device according to claim 4, which is a compound represented by.
前記一般式(3)で示される化合物が、下記構造式(3−1)〜(3−15):
Figure 2021007121
で示されるいずれかの化合物である、請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The compounds represented by the general formula (3) have the following structural formulas (3-1) to (3-15):
Figure 2021007121
The organic electroluminescence device according to claim 5, which is any compound represented by.
前記発光層中のゲスト材料が、前記構造式(3−1)又は(3−3)で示される化合物である、請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 6, wherein the guest material in the light emitting layer is a compound represented by the structural formula (3-1) or (3-3). 前記有機金属錯体が、下記構造式(4−1):
Figure 2021007121
で示される化合物である、請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organometallic complex has the following structural formula (4-1):
Figure 2021007121
The organic electroluminescence device according to claim 2, which is a compound represented by.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、表示装置。 A display device comprising the organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 8. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、照明装置。 A lighting device comprising the organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 8.
JP2019120465A 2019-06-27 2019-06-27 Organic electroluminescence device, display device, and lighting device Active JP7232140B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019120465A JP7232140B2 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Organic electroluminescence device, display device, and lighting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019120465A JP7232140B2 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Organic electroluminescence device, display device, and lighting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021007121A true JP2021007121A (en) 2021-01-21
JP7232140B2 JP7232140B2 (en) 2023-03-02

Family

ID=74165363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019120465A Active JP7232140B2 (en) 2019-06-27 2019-06-27 Organic electroluminescence device, display device, and lighting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7232140B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112898327A (en) * 2021-01-29 2021-06-04 上海蓝骋光电科技有限公司 Organic metal complex and organic photoelectric element containing same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014239225A (en) * 2013-06-10 2014-12-18 アリゾナ・ボード・オブ・リージェンツ・オン・ビハーフ・オブ・アリゾナ・ステイト・ユニバーシティーArizona Board of Regents on behalf of Arizona State University Fluorescent quadridentate ligand metal complex having modified emission spectrum
US9893300B1 (en) * 2017-03-08 2018-02-13 National Tsing Hua University Phenanthroimidazole compound and organic light-emitting diode including the same
JP2018056536A (en) * 2016-09-23 2018-04-05 日本放送協会 Organic electroluminescent element
JP2018113365A (en) * 2017-01-12 2018-07-19 日本放送協会 Organic electroluminescent element
JP2018113364A (en) * 2017-01-12 2018-07-19 日本放送協会 Organic electroluminescent element
JP2018125387A (en) * 2017-01-31 2018-08-09 日本放送協会 Organic electroluminescent element
CN108530357A (en) * 2017-03-03 2018-09-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Acridine D-A type thermal activation delayed fluorescence material, preparation method and application
JP2019503041A (en) * 2015-12-25 2019-01-31 昆山工研院新型平板顕示技術中心有限公司Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co., Ltd. Organic electroluminescence device
JP2019029500A (en) * 2017-07-28 2019-02-21 日本放送協会 Organic electroluminescent element

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014239225A (en) * 2013-06-10 2014-12-18 アリゾナ・ボード・オブ・リージェンツ・オン・ビハーフ・オブ・アリゾナ・ステイト・ユニバーシティーArizona Board of Regents on behalf of Arizona State University Fluorescent quadridentate ligand metal complex having modified emission spectrum
JP2019503041A (en) * 2015-12-25 2019-01-31 昆山工研院新型平板顕示技術中心有限公司Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co., Ltd. Organic electroluminescence device
JP2018056536A (en) * 2016-09-23 2018-04-05 日本放送協会 Organic electroluminescent element
JP2018113365A (en) * 2017-01-12 2018-07-19 日本放送協会 Organic electroluminescent element
JP2018113364A (en) * 2017-01-12 2018-07-19 日本放送協会 Organic electroluminescent element
JP2018125387A (en) * 2017-01-31 2018-08-09 日本放送協会 Organic electroluminescent element
CN108530357A (en) * 2017-03-03 2018-09-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Acridine D-A type thermal activation delayed fluorescence material, preparation method and application
US9893300B1 (en) * 2017-03-08 2018-02-13 National Tsing Hua University Phenanthroimidazole compound and organic light-emitting diode including the same
JP2019029500A (en) * 2017-07-28 2019-02-21 日本放送協会 Organic electroluminescent element

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN, SHUO, ET AL.: "Efficient deep blue electroluminescence with CIEy ∈ (0.05-0.07) from phenanthroimidazole-acridine d", JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, vol. 6, JPN6022043063, 28 July 2018 (2018-07-28), GB, pages 9363 - 9373, ISSN: 0004897802 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112898327A (en) * 2021-01-29 2021-06-04 上海蓝骋光电科技有限公司 Organic metal complex and organic photoelectric element containing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP7232140B2 (en) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11943945B2 (en) Organic light-emitting diode containing co-hosts forming exciplex, and lighting device and display apparatus including same
KR101793880B1 (en) Light-emitting element
JP5669163B1 (en) Organic electroluminescence device
JP4313308B2 (en) Organic metal complex, organic EL element, and organic EL display
US20210050547A1 (en) Electroluminescent device based on boron-containing organic compound
WO2014054452A1 (en) Organic electroluminescent element
JP4786917B2 (en) Organometallic complex, luminescent solid, organic EL device and organic EL display
US20210135142A1 (en) Organic electroluminescent device based on exciplex and excimer system
JP5243684B2 (en) Organometallic complex, luminescent solid, organic EL device and organic EL display
JP2011151116A (en) Organic light-emitting device
JP2009194166A (en) Organic electroluminescent device
JP4880450B2 (en) Organometallic complex, luminescent solid, organic EL device and organic EL display
JP6883437B2 (en) Organic electroluminescence device
KR20160072868A (en) Iridium complex compounds and organic electroluminescent device using the same
JPWO2019039174A1 (en) Host material, film and OLED
JP7022528B2 (en) Organic electroluminescence element
JP7232140B2 (en) Organic electroluminescence device, display device, and lighting device
JP6770900B2 (en) Organic electroluminescence element
US10770673B2 (en) Highly reliable stacked white organic light emitting device
JP2019172633A (en) Aromatic compound, electrochemical device, organic electroluminescence element
JP6803727B2 (en) Organic electroluminescence element
JP6770899B2 (en) Organic electroluminescence element
JP2006069936A (en) Metal complex, luminescent solid, organic el device and organic el display
JP7138466B2 (en) organic electroluminescence device, display device, lighting device
JP2021007120A (en) Organic electroluminescent element, display device, and lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220527

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221018

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7232140

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150